Question

【題目】小明和小紅在做“測量小燈泡功率”的實驗中，使用如下器材：電壓恒為6V的電源，額定電壓為2.5V的燈泡，三個滑動變阻器R1（10Ω 1A），R2（50Ω 0.5A），R3（100Ω 0.2A），開關，導線若干

(1)請用筆畫線代替導線，將圖中的實物圖連接完整（要求：滑動變阻器的滑片向左移動時燈泡變亮）

（___________）

(2)小明正確連接電路，閉合開關發現燈泡不亮，且電流表有示數，電壓表無示數，則故障可能是（_________）

A.燈泡短路 B.燈泡斷路 C.滑動變阻器某處斷路 D.滑動變阻器某處短路

(3)排除故障后，小明再次閉合開關，發現電壓表示數小于2.5V，為了測量燈泡正常發光時的功率，他應該將滑動變阻器的滑片往______（選填“左”“右”）移動，直至電壓表的示數為2.5V，此時電流表的示數如圖，由此可知，小燈泡的額定功率為______W.

(4)小明和小紅分別多次實驗（數據如下表），并將所測得小燈泡的電功率求平均值，你認為它們的數據處理方式（_________）

A、都合理 B、都不合理 C、小明合理，小紅不合理 D、小紅合理，小明不合理

(5)根據小紅的實驗數據可知，這個小燈泡正常發光時的電阻為______Ω（保留一位小數），她所使用的滑動變阻器應該為___________（選填“R1”“R2”“R3”）

(6)愛思考的小紅將滑動變阻器的滑片移動到某處，分別用10Ω，20Ω，30Ω，40Ω的定值電阻替換原電路中的小燈泡，測出相應的電流，并在電流表盤上標上所測電流對應的電阻值，于是他就將電流表改裝成一個可以直接讀出電阻阻值的儀表，如圖，小紅改造之后的表盤可能是（__________）

Answer 1

【答案】 A 左 0.75 B 8.3 R2 D

【解析】

（1）滑動變阻器應與被控制用電器串聯，根據滑片移動方向燈泡亮度變化確定其接線柱；

（2）電流表有示數，電路應該是通路，再由燈泡不亮，電壓表無示數分析故障即可；

（3）電壓表的示數小于燈泡的額定電壓，由串聯電路電壓的特點確定滑片移動的方向；讀出燈泡正常發光時的電流，由P=UI計算其額定功率；

（4）燈泡在不同電壓下的電功率不同，求電功率的平均值無意義；

（5）根據小紅記錄的表格找到燈泡正常發光的電流，由歐姆定律計算燈泡電阻，由串聯電路特點和歐姆定律計算此時變阻器連入的阻值，從而確定其規格；

（6）由串聯電路特點和歐姆定律分析電路中電流與定值電阻的關系，從而確定可能的表盤

（1）實驗中，滑動變阻器應與燈泡串聯，從而控制燈泡的亮度，由于要求滑片左移燈泡變亮，即說明滑片左移時，變阻器連入電路的阻值減小，所以應將其左下接線柱接入電路中，如圖：

（2）閉合開關，若燈泡短路，則燈泡不亮，同時電壓表也被短路無示數，但電路仍是通路，所以電流表有示數，故A符合題意，若燈泡斷路，電壓表被串聯入電路中，此時電路電流幾乎是零，則電流表應無示數，而電壓表的示數應接近電源電壓，故B不合題意；若滑動變阻器某處斷路，則整個電路斷路，兩電表都無示數，故C不符合題意；若滑動變阻器某處短路，電路仍為通路，兩電表應都有示數，且燈泡會非常亮，故D不合題意，故只有A符合題意，即故障可能是燈泡短路；

（3）若電壓表示數小于2.5V，即燈泡電壓小于燈的額定電壓，所以，要使燈泡正常工作，則應使燈泡兩端增大到2.5V，由串聯電路電壓的特點知道，應減小變阻器分得的電壓，即滑動變阻器連入電路中的電阻要減小，所以，滑片向左端移動，使電壓表的示數為2.5V為止；由圖知道，電流表使用的是0-0.6A量程，分度值是0.02A，即燈泡正常發光時的電流是0.3A，所以，燈泡的額定功率是：P=UI=2.5V×0.3A=0.75W；

（4）燈泡的電壓不同，電流不同，功率不同，額定功率一定是燈泡額定電壓下的功率，所以，不能將不同電壓下不同的電功率取平均值，是沒有意義的，故選B。

（5）由表格中小紅記錄的數據知道，當燈泡電壓為2.5V時，通過的電流為0.28A，由歐姆定律知道，此時燈泡電阻是：；此時變阻器連入的阻值是：，所以使用的滑動變阻器應該是R2。

（6）若分別用10Ω，20Ω，30Ω，40Ω的定值電阻替換原電路中的小燈泡，則滑片移動到某處，即表示變阻器連入阻值不變，由串聯電路特點和歐姆定律知道，電路中電流是：I=，由于電源電壓和變阻器連入阻值一定，所以定值電阻的阻值越大，則對應的電流越小，且電流與定值電阻的阻值不成反比，所以電流表上刻度值改為對應電阻時，電流示數越大，對應阻值越小，且電阻值不均勻，故小紅改造之后的表盤應是D。